专利名称：用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的加热、供暖装置。
背景技术：
目前，随着科技创新、制造技术的快速发展，在热泵压缩机领域，变频、数码涡旋压缩机问世，在_25°C以下的室外温度下能够稳定运行，并且具有很高的运行能效比，为风源热泵在供暖领域的使用开辟了新路；高温循环压缩介质及高温热泵机组的开发成功，热泵的排气温度及冷凝温度大幅度提高(可达100°C以上)极大地拓展了热泵的使用范围，为热泵在废热回收领域以及辐射加热领域的推广使用提供了技术基础。近年来人们采用大型水源热泵系统解决冷暖问题，但是我国的大部分地区由于地质条件的限制，地下水存量有限， 而且抽取的地下水回灌困难，大型水源热泵的应用受到很大的限制，因此大型水源热泵系统不是解决问题的合理方案。采用传统的风源热泵提供热量，应用风机盘管或风管系统供暖，在寒冷的季节如果不采用电辅加热必会吹出冷风，无法满足供暖需要，采用电辅加热电网负荷又无法全部满足。况且，传统的风源热泵运行费用太高，消费者根本无法接受。冻干技术以及冻干设备已经应用半个世纪，但是过程能量没有相互利用、能耗大、 设备庞大、设备造价高等技术瓶颈一直制约着这一先进的保鲜、储藏技术的推广，高成本的冻干产品无法大规模推广应用。为了解决上述问题，ZL2008 2 0071027. X和 ZL 2008 2 0071026. 5 专利中将热
泵装置的室内机更改为在室内风机盘管的两端设置三通，并设置电动三通阀或安装电磁阀，一个通路通往室内风机盘管、另一个通路通往埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管，供暖时压缩蒸气直接进入埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管内，压缩蒸汽、埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管和墙板或天花板或吊挂板一起组成室内辐射传热的热源体；供冷时压缩介质进入风机盘管。通过压缩蒸汽在压缩机驱动下持续循环维持稳定的进行冷、暖能量供给，满足室内供冷供暖的需求。供冷时采用目前技术已经十分成熟的风机盘管传递冷量，具有与传统方式一样的能效比和使用效果；供暖时采用压缩蒸汽、埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管和墙板或天花板或吊挂板一起组成室内辐射传热的热源体传递热量，供暖时热泵系统的冷凝温度降低10°c以上，设备输入功率小、能效比高(制热运行的COP最高时可达到6. 3以上，供暖季节综合能效比可达到2. 8 以上)、噪音低，地板辐射供热与人体的生理需求相适应。专利申请号为201020139638. 0公开的技术是通过压缩蒸汽在压缩机驱动下回收冷冻循环时冷凝过程产生的废热通过高温热泵复叠提高温度后持续循环，稳定的向冻干仓内辐射盘管供应热量，用于提供冻干产品的升华热。既满足了前一个循环冷凝冷凝器内压缩介质的需要，又为后一个高温热泵(冷凝温度100°C以上)循环提供了热源，既节能高效，设备造价也有所降低。但是上述技术在单台主机供应较大面积的供热盘管或冻干仓辐射盘管时，压缩介质循环盘管敷设量过于庞大，这就导致压缩介质循环系统过于庞大，因此，管路造价高、压缩介质充注量大，造成费用增加、压缩介质的分配困难，液化后的液体回液不均衡，满足分配均衡及回液均衡时控制系统又过于复杂，过于复杂的控制系统又会带来制造费用提高、安装及维护费用较高、运行稳定性较差等问题。上述情况说明，上述的供热(暖)形式、供(热)暖设备仍存在进一步完善、提高的空间。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种能够降低能耗、设备及维护费用低，压缩介质循环系统小的用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置，包括进气连通管和与其固连的热管组件每组热管组件由一个热管和一个套管组成，每个热管均由加热段和冷凝段组成，冷凝段的一端密封，另一端与加热段的一端连通，加热段的另一端有端部盖；套管的一端焊接在热管中加热段与冷凝段的交接处，套管的另一端与进气连通管焊接在一起，套管与进气连通管的轴向中心线相垂直；在进气连通管内有积液挡板，进气连通管内还设置有排液管接口 ；进气连通管的一端与端盖连接，另一端有与压缩蒸汽输气管连接的接口。热管与套管为同心或偏心设置，热管外径与套管内径之间的最小间距大于0. 5mm ； 进气连通管的内径大于或等于套管的内径。加热段的外壁上有翅片。积液挡板的径向高度小于进气连通管直径的40%。进气连通管上固连一组热管组件，进气连通管内焊接有两个积液挡板，两个积液挡板分别位于套管的两边。进气连通管上固连至少两组热管组件，在两个积液挡板之间的进气连通管上设置有排液管接口或在一个积液挡板与端部盖之间的进气连通管上设置有排液管接口。由于本发明中热管传热单元由进气连通管贯通，通过进气连通管向热管和套管形成的夹套提供压缩蒸汽，因此，进气连通管、夹套、热管均为辐射传热的热源体。该装置不需进行水或其它液体的输送，省去了庞大的加热液体的换热系统及输送管网，省去了液体的输送时的动力消耗，也避免了水路冻裂，减少了维护费用。如若用本装置替代专利号为2008 2 0071027. X和专利号为2008 20071026. 5
中埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管系统，或代替专利申请号为2010 2 0139638.0中敷设于冻干仓内的盘管系统时，这些设备中整个系统的压缩介质管路长度大幅度减少，因此系统稳定性、造价、能效比都会大幅度提高。系统能源利用效率大大提高，能耗大幅下降。而且，本发明中的装置，可以使用在多个领域，利用热泵吸收废热进行辐射传热，实现废热利用、提高能源利用率。
图1是本发明一种结构示意图；图2是本发明的另一种结构示意图；图3是把本发明安装于地板辐射采暖系统时的单供暖时的一种原理图；图4是把本发明的应用于地板辐射采暖系统时的冷、暖双供时的一种原理图。图5是把本发明安装于冻干仓系统的一种原理图。
具体实施例方式实施例1本实施例是在进气连通管上只有一组热管组件的用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置。其具体结构如图1所示。在进气连通管3上固连有一组热管组件，一组热管组件由一个热管1和一个套管2 组成，热管1由加热段Ib和冷凝段Ia组成，冷凝段Ia的一端密封，另一端与加热段Ib的一端连通，加热段Ib的另一端有端部盖7 ；套管2的一端固装在热管中加热段Ib与冷凝段 Ia的交接处，套管2的另一端与进气连通管3焊接在一起，且两者相连通；进气连通管3的内径应大于或等于套管的内径。热管1与套管2的轴向中心线相重合，即热管1与套管2 同心设置，套管2与进气连通管3的轴向中心线相垂直；本实施例中套管2的另一端端部与进气连通管3 —侧的管壁焊接在一起。但是，进气连通管3也可与套管2的其他部位相连
ο在进气连通管3内焊接有积液挡板5，且在套管2的两边各有一个积液挡板5，进气连通管3内还设置有排液管接口 6 ；排液管接口 6设置在两个积液挡板5之间的底部(相对于安装位置)；进气连通管3的一端与端盖4连接，另一端有与压缩蒸汽输气管连接的接口 9。为了提高相变传热效果，加热段Ib的外壁设置有翅片8。本实施例中热管1与套管2的轴向中心线不相重合，这时热管1的加热段Ib即为偏心设置于套管2内。不论热管1与套管2是同心设置或偏心设置，热管1加热段Ib外径与套管内径之间的最小间距应大于0. 5mm ；加热段Ib的外壁设置有翅片8时，翅片8外径与套管内径之间的最小间距也应大于0. 5mm ；实施例2本实施例是在进气连通管上装有至少两组热管组件，它为有多组热管组件的用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置。其具体结构如图2所示。在进气连通管3上固连有7-12组热管组件，每组热管组件的结构及与进气连通管的连接方法均与实施例1相同。在进气连通管3内焊接有积液挡板5，两个积液挡板5之间的距离可根据具体情况而定。在两个积液挡板之间的进气连通管3上设置有排液管接口 6。排液管接口 6也可设置在一个积液挡板与端部盖7之间的进气连通管3上。实施例1和实施例2的结构形式都可以作为一个热管传热单元应用。而实施例2 为多个热管连接在一起组成一个可以独立运行的热管传热单元。在该实施例中多个连接的热管可以根据需要选用不同长度、不同型号的带有套管的热管通过进气连通管并联连接在一起组成相应的传热(传暖)单元。下面给出本装置的应用实施例图3所示的实施例是将专利号为2008 2 00710 . 5中敷设于室内的辐射加热盘管系统即室内系统改用本发明的装置，其它部位的结构及连接方式均与专利号为2008 2 0071026. 5中相同。该专利申请中其他结构形式中的辐射加热盘管系统都可以改用本发明的装置2RG。图4所示的实施例是将专利号为2008 2 0071027. χ中供暖所用的传热盘管改用本发明的装置，其它部位的结构及连接方式均与专利号为2008 2 0071027. χ中相同。该专利申请中其他结构形式中供暖所用的传热盘管都可以改用本发明的装置。图5所示的实施例是将本发明替代冻干仓内装设的辐射加热盘管系统或辐射加热板。申请人:曾在专利申请号为2010 2 0139638.0中申请了一种“具有多级能量回收利用功能的冻干设备”本发明用于这种冻干设备后的结构为这种具有多级能量回收利用功能的冻干设备，包括冷却器13、冷风机20、压缩机、膨胀阀、冷量回收器15、流体热量回收器观、冻干仓38、冷阱仓7，在冻干仓38内装有本发明结构的辐射传热的装置44，在冷阱仓 7内装有冷阱M。冷阱仓7通过管道及装在管道上的转换阀与冷却器13、冷量回收器15、 压缩机1相连通。在本实施例中即为在冷阱仓7的一端有与其连通的管道10，冷阱仓7的一端通过该管道10与冷却器13连通，在管道10上装有转换阀，它们分别为控制阀9和三通控制阀11，控制阀9装在靠近冷阱仓7的一边，三通控制阀11装在靠近冷却器13 —边，冷却器 13通过它与冷量回收器15之间的管道14与冷量回收器15 —边相连，冷量回收器15又通过流体输送管道进管M与压缩机1的进口相连通。冷风机20也通过管道及装在管道上的转换阀与冷量回收器15、冷却器13、压缩机 1相连通；即为冷风机20通过由与冷量回收器15相连的管道17和与冷风机20相连的管道19组成的一条管道与冷量回收器15相连通，管道17和19之间装有三通阀18 ；冷风机 20通过与其相连的另一条管道21及与冷量回收器15相连的另一条管道23组成的另一条管道再与冷量回收器15相连通；与冷风机20相连的另一条管道21及与冷量回收器15相连的另一条管道23之间装有三通阀22 ；这样使得冷风机20也可以通过另一条管道及冷量回收器15，再通过流体输送管道进管M与压缩机1的进口相连通；冷风机20与冷量回收器15之间的一条管道上装有膨胀阀16，冷风机20与冷量回收器15之间的另一条管道上装有感温探头25，膨胀阀16与感温探头25通过毛细管45连接；压缩机1的排气出口通过出口管道2与冷阱仓7的另一端出口处的管道4相连通，该管道4上装有控制阀6。冻干仓内的辐射传热的装置44的进气连通管53 —端通过压缩介质管道37与高压热泵压缩机36的排气口相连，另一端通过介质输送管道39与流体热量回收器观一边的一端相连，流体热量回收器观该边的另一端通过流体输送管道33与高压热泵压缩机36的进口相连，流体热量回收器观另一边的一端通过输送管道四与冷却器13连通，输送管道 29与管道10通过三通控制阀11相连接；装在管道10上的控制阀9与三通阀22之间由连通管道32相连通；流体热量回收器观另一边的另一端通过管道27与压缩机1的排气出口相连通的管道4连通；管道27通过转换阀3与管道4和出口管道2连通。冻干仓38与流体热量回收器洲之间的介质管道39上装有膨胀阀40，流体热量回收器观与高压热泵压缩机36的进口之间的管道33上装有感温探头34，膨胀阀40与感温探头通过两者之间的毛细管46连接。在本设备中，冷阱仓7通过与其相连通的风管道43和与真空泵连接的风管道31 与配套设备真空泵连接；风管道43与风管道31之间有电动风阀5。实际运行中管道31与冷阱仓7还通过风管47和风管48与冻干仓38相连，在风管47和风管48之间装有电动风阀42。冻干仓38与冷风机20的出口连接并通过风管49连接冻干仓的另一侧和冷风机20 的回风口。为冷风箱设置在冻干仓38的外部，冻干仓38的侧面开有进风口和出风口，通过风管49冻干仓38与冷风箱连通，冷风机20位于冷风箱内。与电源线50相连的控制柜51通过控制线及电源线束52与压缩机1、高压热泵压缩机36、膨胀阀16、冷风机20、电动风阀以及所有的转换阀连接。在图3、图4和图5的实施例中本发明的使用方法如下使用前，将热管装置埋设于地板、吊挂板内或者敷设于冻干仓内，通过压缩介质管道系统与对应的进、回气连通管相连，连接好后抽真空、然后充入适量的F22、R245fa等压缩介质，接通控制线束、接通电源、 设定运行模式、温度参数。此时整个系统就会根据设定自动工作，实现节能运行。本发明在使用时，若进气连通管水平放置时当气体由带有热管的进气连通管向下排出进入下一段连接有热管的进气连通管时，应在排出端进入弯头前的管道底部设置积液挡板；当气体从进气连通管的下部进入时应在进气端弯头后的管道底部设置积液挡板；积液挡板的径向最大高度不大于进气连通管直径的40% ；在两个积液挡板之间或积液挡板与端盖之间，对应的进气连通管、套管形成了积液槽，排液管接口应设置在积液槽的底部。排液管接口可以是毛细接口直接对接毛细管；也可以设置为较大口径的排液管接口，然后对接相应的汽液分离设备。
权利要求
1.一种用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置，包括进气连通管和与其固连的热管组件，其特征在于每组热管组件由一个热管和一个套管组成，每个热管均由加热段和冷凝段组成，冷凝段的一端密封，另一端与加热段的一端连通，加热段的另一端有端部盖；套管的一端焊接在热管中加热段与冷凝段的交接处，套管的另一端与进气连通管焊接在一起，套管与进气连通管的轴向中心线相垂直；在进气连通管内有积液挡板，进气连通管内还设置有排液管接口 ；进气连通管的一端与端盖连接，另一端有与压缩蒸汽输气管连接的接口。
2.根据权利要求1所述的用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置，其特征在于热管与套管为同心或偏心设置，热管外径与套管内径之间的最小间距大于0. 5mm;进气连通管的内径大于或等于套管的内径。
3.根据权利要求2所述的用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置，其特征在于加热段的外壁上有翅片。
4.根据权利要求3所述的用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置，其特征在于积液挡板的径向高度小于进气连通管直径的40%。
5.根据权利要求2、3或4所述的用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置，其特征在于进气连通管上固连一组热管组件，进气连通管内焊接有两个积液挡板，两个积液挡板分别位于套管的两边。
6.根据权利要求2、3或4所述的用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置，其特征在于进气连通管上固连至少两组热管组件，在两个积液挡板之间的进气连通管上设置有排液管接口或在一个积液挡板与端部盖之间的进气连通管上设置有排液管接口。
全文摘要
一种用于提取压缩蒸汽的相变热进行辐射传热的装置，每组热管组件由一个热管和一个套管组成，每个热管均由加热段和冷凝段组成，冷凝段的一端密封，另一端与加热段的一端连通，加热段的另一端有端部盖；套管的一端焊接在热管中加热段与冷凝段的交接处，套管的另一端与进气连通管焊接在一起；在进气连通管内有积液挡板，进气连通管内还设置有排液管接口；进气连通管的一端与端盖连接，另一端有与压缩蒸汽输气管连接的接口。本发明不需进行水或其它液体的输送，省去了庞大的加热液体的换热系统及输送管网，省去了液体的输送时的动力消耗，也避免了水路冻裂，减少了维护费用。
文档编号F28D15/02GK102445096SQ201010502398
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者郑锦华, 陈万仁, 陈小爽 申请人:陈万仁